Calculation of the ultrasonic radiation force acting on a rigid circular cone and the study on the metrology for the acoustic power measurement

강체원뿔표적에 대한 초음파 방사힘 계산과 음향파워측정모델에 관한 연구

This paper came up with the theoretical modelling of the metrology for the acoustic power using ultrasonic radiation force and showed some theoretical results. In order to do this, a scattering model for a rigid circular cone based upon the Kirchhoff approximation was made, which was followed by the calculation of acoustic power, and then, was converted to the radiation force. From these works, it provided the accuracy and limitation of the conventional method using a circular cone, and the expanded metrology modelling that can be applied to a circular cone with arbitrary apex angle. Using these, this study provided the dependence of the metrology for the acoustic power using ultrasonic radiation force on the frequency and the size of the target. As a result, the correction was yielded in the value of the acoustic power calculated by the suggested International Electrotechnical Commission (IEC) method, which needs to be added when the frequency and the size of the target was considered.

본 논문은 초음파 방사힘을 이용하여 음향파워를 측정하는 방법에 대한 이론적 모델을 세우고 이에 대한 이론적 결과를 다루었다. 이를 위해 Kirchhoff approximation 기반으로 강체원뿔표적에 대한 산란모델을 세우고 음향파워를 계산한 후 이를 방사힘으로 환산하였다. 이를 통해 원뿔표적을 사용하는 기존 방법의 정확성 및 측정 한계, 그리고 임의의 경사각의 원뿔표적으로도 측정할 수 있는 음향파워측정에 관한 확장된 이론을 제시하였다. 이를 이용하여 초음파 방사힘을 이용한 음향파워측정 방법의 주파수 및 표적 크기에 대한 의존도도 본 논문에서 제시하였다. 그 결과로 주파수 및 표적 크기를 고려하였을 때 국제표준규격(International Electrotechnical Commission, IEC)에서 제시하는 방법으로 계산한 음향파워값에 추가되어야 할 보정값을 산출하였다.